Тема 18. Задачи с параметром

18.02 Задачи №18 из сборника И.В. Ященко

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи с параметром
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#111330

Найдите все значения a,  при каждом из которых площадь фигуры, ограниченной линиями y = a x+ a
   2  и         | |
y =a|x|−||a||,
         2  будет больше 6, но не больше 12.

Источники: Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 2

Показать ответ и решение

Рассмотрим первое уравнение:

    a
 y = 2x + a
   a
y = 2 (x+ 2)

Таким образом, первое уравнение задает пучок прямых, проходящих через точку (− 2;0).

Рассмотрим второе уравнение y = a|x|− ||a||.
        |2|  Оно задает галочку модуля с вершиной в точке (   |a|)
 0;− ||2|| и угловым коэффициентом a.

Вычислим координаты точек пересечения графиков, задаваемых этими уравнениями. Для этого приравняем правые части:

ax + a= a|x|− |||a|||.
2             2

Заметим, что при a= 0  оба уравнения задают прямую y =0,  поэтому никакой фигуры не образуется, то есть значение a= 0  нам не подходит.

Рассмотрим два случая: a >0  и a< 0.

Пусть a > 0,  тогда имеем

ax + a= a|x|− a
2            2
 x + 1= |x|− 1
 2          2
   x+ 3= 2|x|

Если x ≥ 0,  то получаем

x+ 3 =2x
  x =3

Тогда

y = a(x + 2) = a(3+ 2) = 5a.
    2        2        2

Получили точку (3; 5a).
  2

Если x < 0,  то получаем

x + 3= −2x
  3x= − 3

  x = −1

Тогда

y = a(x+ 2)= a (− 1+ 2)= a.
   2        2          2

Получили точку (     )
 − 1; a .
    2

При a> 0  ветви уголка модуля направлены вверх, а его вершина находится в точке (    )
 0;− a .
    2  Тогда имеем следующую картинку:

((    ))
−−0xy3−2a2;152;a12a

Таким образом, фигура, ограниченная линиями — это треугольник. Вычислим его площадь. Для этого найдем длину его стороны с концами в точках (     )
  3; 5a
    2 и (     )
 −1; 1a ,
    2  а также расстояние от третьей вершины (0;− a)
    2  до прямой     a
y = 2x+ a,  содержащей сторону треугольника.

По формуле расстояния между двумя точками длина стороны равна

    ∘ -----------(-------)--
              2   5    1  2
l+ =   (3 − (−1)) + 2a − 2a  =
      ∘ -------  ∘ -----
    =   16 + 4a2 =2  4+ a2.

Перепишем уравнение прямой y = ax+ a
    2  в другом виде:

     a
  y = 2x + a

 2y = ax +2a
ax− 2y+ 2a= 0

Если нам даны прямая Ax + By+ C = 0  и точка M0 (x0;y0),  то расстояние от точки M0  до этой прямой можно вычислить по формуле

     |Ax0-+By0-+-C|
h0 =   √A2 + B2   .

Применим эту формулу для прямой ax− 2y+ 2a= 0  и точки     a
(0;− 2):

             (   )
     |a⋅0− 2⋅ − a + 2a|    3a
h+ = ----∘-2----2-2----= √-2----.
          a  +(−2)         a +4

Тогда площадь треугольника при a> 0  равна

    1         1   ∘-----    3a
S+ = 2 ⋅l+ ⋅h+ = 2 ⋅2 4 +a2 ⋅√a2+-4-= 3a.

Следовательно,

6 < S+ ≤ 12

 6< 3a≤ 12
 2 < a≤ 4

Пусть a < 0,  тогда имеем

ax + a= a|x|+ a
2            2
 x + 1= |x|+ 1
 2          2
 x+ 2 =2|x|+1

   x+ 1= 2|x|

Если x ≥ 0,  то получаем

x+ 1 =2x
  x =1

Тогда

   a         a        3
y = 2 (x + 2) = 2 (1+ 2)= 2a.

Получили точку (  3 )
 1;2a  .

Если x < 0,  то получаем

x + 1= −2x
  3x= − 1

  x =− 1
       3

Тогда

               (      )
y = a(x+ 2)= a  − 1+ 2 =  5a.
    2        2    3       6

Получили точку (      )
   1 5
 − 3;6a  .

При a< 0  ветви уголка модуля направлены вниз, а его вершина находится в точке (  a)
 0;2 .  Тогда имеем следующую картинку:

−((0xya1−2;31a;)5a)
 2 23 6

Таким образом, фигура, ограниченная линиями — это треугольник. Вычислим его площадь. Для этого найдем длину его стороны с концами в точках (     )
  1; 3a
    2 и (      )
 − 1 ; 5a ,
  3  6  а также расстояние от третьей вершины (   )
 0; a
   2 до прямой     a
y = 2x+ a,  содержащей сторону треугольника.

По формуле расстояния между двумя точками длина стороны равна

    ∘ ------------------------
      (    ( 1 ))2  ( 3   5 )2
l− =   1 −  −3    +   2a− 6a   =
       ∘ --------
     =   16 + 4a2 = 2∘4-+-a2.
          9   9    3

Применим формулу расстояния от точки до прямой для прямой ax− 2y+ 2a= 0  и точки (  a )
 0;2  :

             a
     |a ⋅0− 2⋅2 + 2a|   − a
h− = --∘a2-+(−2)2--= √a2-+-4.

Тогда площадь треугольника при a< 0  равна

     1         1 2∘ ----2  -−-a---   a
S− = 2 ⋅l− ⋅h− = 2 ⋅3 4 +a ⋅ √a2+-4 = − 3.

Следовательно,

 6 < S− ≤ 12
      a
 6 <− 3 ≤12

− 36 ≤ a< −18

Объединяя ответы в случаях a >0  и a< 0,  окончательно получаем

a ∈[−36;−18)∪ (2;4].
Ответ:

[−36;−18)∪ (2;4]

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!